中文题名: | 双中子星的质量与形成机制研究 |
姓名: | |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | 中文 |
学科代码: | 070401 |
学科专业: | |
学生类型: | 博士 |
学位: | 理学博士 |
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学位年度: | 2020 |
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第一导师姓名: | |
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提交日期: | 2019-12-11 |
答辩日期: | 2019-12-09 |
外文题名: | Study on the Mass and Formation Mechanism of Double Neutron Star |
中文关键词: | |
中文摘要: |
双中子星是两个大质量主序星在某些特定情况下经历两次超新星爆炸后形成的双星系统,此类系统往往仅观测到其中一颗中子星的周期性脉冲信号,基本上由一颗脉冲星和另外一颗没有被探测到的中子星组成。双中子星对现代天体物理的许多领域有重要研究意义:它能够帮助了解不同类型的超新星爆炸过程以及双星系统中中子星的形成机制;能够帮助测量双中子星中的后开普勒参数,精确测量中子星的质量;由于轨道收缩将导致双中子星的引力辐射,从而轨道角动量损失,双星之间的轨道半径变小,其最终结果是双中子星并合,可供引力波探测器探测双中子星旋进产生的引力波及其辐射,可进一步帮助研究引力波和引力理论。
在引言中,简单介绍双中子星的研究进展;包括其发现历史,目前的样本数量,空间分布,形成过程和两种主流形成机制。
在第二章中,从统计的角度研究了双中子星的质量分布,给出了狭窄质量分布的原因。处于双中子星系统里的中子星的平均质量约为1.33$\pm$0.02 \ms,低于已测量到的其它54颗中子星的质量,这种特殊质量范围的分布可能是由于它们的特殊演化和形成机制所致。同时,对准确测定质量的双中子星进行A$-$D检验和M$-$W$-$W检验,其结果表明;双中子星系统中经过吸积加速的主星质量服从同一高斯分布,其伴星质量不服从高斯分布。 据此,我们提出了一种假设,它们存在不同的物理起源,主星可能形成于大质量的铁核坍缩,伴星有不同的形成机制,主要包括铁核坍缩和电子俘获。
在第三章中,首先,通过PSR J0737-3039的演化历史,我们估算了双脉冲星系统的主星半径范围,借助与其吸积率与自旋演化的关系,并且假定主星自旋减慢的年龄近似等于其真实年龄,得出此主星的半径范围$\sim$ 8.14-25.74 km;在从物态方程出发,我们认为主星内部可能没有含奇异夸克物质。其次,在现有数据和形成理论的基础上,我们通过蒙特卡洛方法,模拟出具有和目前数据一致的双中子星的轨道偏心率和周期,借助于Fisher线性判别方法,最终获得一个判别方程;$e = $-$4.5P_{\rm orb}(\rm day)+1$。
目前观测到的双中子星在其平面区域上很好地分被为两种类型,涉及到双中子星的不同物理起源,大质量铁核坍缩和电子俘获类型,前者形成的中子星的踢速度较大,后者的踢速度偏小。
在第四章中,假设产生引力波的双中子星系统的属性与银河系中的类型相似,从双中子星系统的形成机制出发,研究其合并后的磁场和自旋周期演化历史,推导出双中子星并合产物极有可能是亚毫秒脉冲星,其自旋周期$\sim 0.67$ ms,并且分析了产物可能的质量、磁场、物态方程和探测的可能性。
在第五章中,介绍单脉冲数据库的使用和数据处理的结果,并列出通过第一个版本的数据库搜索出来的脉冲星候选体和可能的快速射电暴。
本论文的第六章是简短总结和对以后工作的展望。
附录中简单描述本论文中所涉及到的数据处理方法和单脉冲处理的有意义的候选体。
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外文摘要: |
The double neutron star(DNS) systems originate from two supernovas resulting from two massive main-sequence stars under some normal conditions, basically consist of a observed radio pulsar orbiting with a hidden neutron star(NS). The DNS is powerful laboratories to study many aspects of modern Astrophysics. Recent discoveries have confirmed the direct relations between DNS and supernova explosion. This would reflect the information about the evolutionary history of pathways of Core-Collapse or Electron-Capture Supernova for different types of DNSs. The DNS makes it valuable to allow exquisite tests of Einstein’s theory of general relativity and its prediction of the gravitational wave. The data processing methods and meaningful candidates for single pulse involving in this paper is briefly described in appendix.
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馆藏地: | 图书馆学位论文阅览区(主馆南区三层BC区) |
馆藏号: | 博070401/20001 |
开放日期: | 2020-12-11 |